膨胀性黄土隧道洞口稳定性的可靠度分析

针对山西太原小河沟膨胀性黄土隧道塌方事故,采用毕肖普法对隧道洞口仰坡塌方原因进行了分析。结合收敛约束法与蒙特卡洛法,提出了一种新的隧道可靠度分析方法,进一步分析了隧道洞口仰坡塌方原因及隧道稳定性。结果表明:隧道洞口仰坡塌方原因是仰坡滑塌推倒隧道支护,而非隧道支护承载力不足;隧道可靠度与膨胀力呈线性关系,随着膨胀力的增大,隧道失稳风险增加。     

石门隧道洞口仰坡加固设计研究

石门隧道洞口仰坡地层风化严重、地质结构复杂、上覆巨大孤石,整体稳定性较差,在洞口段开挖和雨水影响下,可能出现较大的变形甚至失稳现象,严重影响工程施工安全。本文结合具体工况,采用理论计算和软件分析相结合的方法,提出预应力锚索的仰坡加固方案,有效地提高了仰坡的稳定性。     

隧道洞口段危岩崩塌落石冲击风险评价研究

研究目的:西南山区隧道进出口段往往位于沟谷,地形切割强烈,洞口仰坡易发生崩塌落石灾害。为评价落石灾害风险,本文建立新的隧道洞口段危岩落石风险的综合评估流程以及多指标综合评估模型,克服以往确定指标权重时人为因素影响较大的缺陷,为今后隧道洞口坡段落石灾害治理决策、落石计算和防治工程等设定风险等级提供依据。研究结论:(1)将可拓学理论引入隧道洞口危岩落石风险评估中,建立了隧道洞口危岩落石风险的可拓综合评估流程,构建了落石风险的多指标可拓综合评估模型;(2)对定性指标做定量化处理并对评价指标进行归一化处理,使得评估指标具有可比性,并提出用简单关联函数确定各指标权重;(3)构建了隧道洞口危岩落石风险分级的物元可拓模型,将落石风险等级定为极低风险(Ⅰ)、低风险(Ⅱ)、中等风险(Ⅲ)、高风险(Ⅳ)与极高风险(Ⅴ)五类,通过工程实例验证并利用层次分析-模糊数学综合评价法进行对比,验证了该评价模型的评估结果是合理的、可行的;(4)本研究结果可为落石风险评估提供一种新的思路。     

隧道洞口受力分析及进洞方案探讨

当前隧道施工倡导"零刷坡"进洞理念,洞口仰坡尽量避免大挖大刷,在减少施工工作量和难度的同时,较好地保护环境。用库仑理论对洞口受力进行分析,并以此为依据确定进洞采用大管棚还是小导管。洞口地段的施作关键点在于限制初期支护的变形,同时应控制掌子面、仰拱、二衬间的安全步距,及早封闭成环,仰拱和衬砌紧跟。     

基于突变理论的隧道洞口浅埋段软弱围岩失稳分析方法

针对隧道洞口浅埋段多位于覆盖层、坡积层或风化严重的软弱破碎岩体中,极易发生失稳破坏的现实问题,以某隧道为工程背景,提出1种基于突变理论的隧道洞口浅埋段软弱围岩失稳分析方法。根据隧道围岩失稳情况,建立隧道洞口浅埋段围岩力学模型,采用Weibull分布函数,描述隧道上覆软弱地层的本构关系;根据总势能原理建立围岩失稳破坏的尖点突变模型,导出围岩失稳的力学判据;将地表沉降监测数据和尖点突变模型进行有效融合,建立隧道围岩稳定性预测模型,导出围岩稳定性判别式;以隧道5处典型断面为例,选取出现明显失稳征兆之前的7 d监测数据进行验证。结果表明:隧道洞口浅埋段围岩失稳与上覆地层的应变软化程度、刚度比及含水率相关;隧道围岩失稳力学判据和稳定性判别式的判别结果与现场实际围岩情况一致;利用地表沉降数据建立的围岩稳定性判别式来预测围岩的稳定性是合理可行的。     

高速公路隧道洞口仰坡滑坡监测与治理

云南楚大高速公路九顿坡隧道洞口滑坡，是由于施工中破坏已稳定的古滑坡坡角，而造成山体失稳所形成的滑坡。由于发现及时，采取了监测措施，进行了有效的预板分析计算，达到滑坡防治与处理的效果，可供类似施工工程借鉴。     

含软弱夹层和均质围岩隧道洞口仰坡动力特性研究

针对洞口段均质围岩仰坡和含软弱夹层仰坡2种工况,开展大型振动台模型试验,分析水平和竖向激振下仰坡加速度和洞口段仰坡模型土振动特性。研究结果表明:水平向激振时仰坡存在明显加速度放大效应,竖向激振对含软弱夹层仰坡的影响不可忽视;洞口段隧道衬砌各点加速度时程曲线不一致,衬砌结构受力状态复杂;在水平向激振作用下,均质仰坡模型土坡肩土体先出现张拉裂缝,而后坡肩土体局部出现倾倒崩塌,最后沿坡面滑落堆积;含软弱夹层仰坡坡脚土体先出现挤压破碎,而后坡顶表面沿软弱夹层位置出现张拉裂缝,上覆土体沿软弱夹层滑动,最后土体大规模崩塌、滑落。本文为山岭隧道洞口段边坡抗减震研究和设计提供参考。     

铁路隧道仰拱设计施工关键技术分析

隧道仰拱开挖施工不慎引起塌方失稳是隧道建设过程中时常发生的安全问题。从隧道施工过程力学角度分析了仰拱开挖易发生失稳塌方的力学机理,分析了隧道仰拱塌方失稳原因,指出了当前隧道仰拱设计施工应重视岩体时间空间作用相关特征,提出了铁路隧道仰拱设计施工应采取的加强措施。所得结论可为隧道设计施工安全控制管理提供参考。     

饱和粘土层暗渠施工质量控制技术

海河防污工程州河段暗渠穿越大秦铁路,需暗挖通过。施工中通过采用大管棚和加强小导管超前支护,洞口仰坡采用土钉支护,严格控制线路沉陷,保证了大秦铁路在施工期间安全畅通。     

不良地质条件下大跨隧道出口段施工技术

彭水隧道出口段大跨度浅埋隧道，地层严重风化，仰坡有失稳滑移可能。由于采用了抗滑拉加固仰坡土体、设天沟阻止地表水、开挖隧道时采用了超前支护、保留核心土环形开挖的施工方法，确保了隧道顺利进洞。     

基于云模型的隧道突水突泥风险评估

突水突泥灾害是隧道施工最常见的事故类型之一,构建基于云模型的突水突泥风险评估模型,以指导隧道施工组织中的灾害预防工作。从水文条件、地质条件和气候条件三个方面展开研究,建立风险评估指标体系。针对评价指标模糊性与随机性的特点,应用逆向云发生器生成风险云特征数字,应用正向云发生器生成风险云与标准云对比图,表征突水突泥和各级评价指标的风险状态。以某隧道为工程背景进行计算,该隧道突水突泥综合风险等级为高,风险不可接受,需进行管理决策,规避转移风险;夏季雨水集中,极易引起大气降雨向地下运移,造成大规模的突水突泥灾害;评估结果与工程实际基本一致,可为灾害预防工作提供理论依据。     

地铁隧道矿山法施工安全风险评估

采用矿山法进行地下工程的开挖被广泛应用,然而矿山法施工发生坍塌、冒顶等事故较多。因此,对矿山法施工采用科学、系统、动态的安全风险辨识与评估,对降低矿山法施工风险具有重要的意义。文章以长春地铁某工程为实例,对矿山法隧道施工准备期间的安全风险评估及施工期间的动态安全风险评估的一般流程和常用方法进行阐述,以期为矿山法隧道施工的风险管理提供参考。     

基于地质信息的地铁隧道施工风险预警系统研究

针对地铁隧道工程施工事故多、风险大的特点,以武汉地铁矿山法区间隧道为例,对地铁隧道施工风险预警系统进行了研究与设计。以风险评估理论为基础,以模糊数学综合评判法为手段,通过对地质信息、施工信息和监测信息的获取与分析,对地铁施工的风险进行综合预测预报,并及时反馈,以减少隧道施工过程中的盲目性,降低隧道施工的风险。     

高水压、强富水隧道防排水技术探讨

杨林隧道最大埋深450 m,全隧富含基岩裂隙水、构造裂隙水、局部岩溶水等地下水,大部分区段经地质勘测出水量为88.31 m3/d·m。隧道施工防排水难度大、危险性高,高水压对隧道运营威胁严重。通过施工过程的堵、排结合方式解决施工及后期运营安全,设计过程以实际为出发地点进行计算,避免了盲目选取参数和设备。     

地铁盾构进出工作井的施工风险

进出工作井是盾构法施工中的一个事故多发环节.以上海轨道交通9号线1期桂林路站至宜山路站区间隧道工程为依托,采用层次分析法建立风险指标体系,基于多层次模糊综合评判模型进行风险评估,得到盾构进出工作井的主要环节的风险因素、风险等级及风险的模糊分布,结论对指导实际施工、保护周围环境、规范施工管理、减少社会及经济损失均有参考意义.     

京张高铁正盘台隧道立体式多径路排水方案研究

长大富水隧道施工过程中涌水风险高,工期紧张,对排水能力要求高,辅助坑道设置方案及排水方案对隧道施工及运营有着重要影响。根据正盘台隧道的工程特点及涌水涌渣情况,结合排水需求,合理地选择辅助坑道设置方案,采用辅助坑道为正洞,增开工作面,实现"长隧短打",同时充分利用辅助坑道进行可控式排水、洞内储水仓、中心排水管分流等创新设计。多辅助坑道与正洞排水系统一起形成了立体式多径路的排水系统,有效降低了涌水淹井风险,保障了隧道工期,减轻了正洞防排水压力,可为类似工程的排水设计提供参考。     

基于灰色关联故障树的盾构隧道施工风险研究

盾构施工存在建设工期长、安全管理复杂、安全风险因素模糊多变等问题,目前又缺少完整的风险管理和风险评估系统,从而导致安全事故高频率出现。为保证盾构法隧道施工安全,本文用故障树法对盾构隧道的施工风险进行分析,层层找出盾构隧道事故发生的基本因素,并用灰色关联法对其进行关联分析;按照基本事件的关联度大小进行排序,找出需要重视和规避的基本事件并提出预防和处理方案,以保证施工安全进行。     

相依性条件下滨海软土隧道盾构施工渗漏水风险评价

滨海地区多为海相和湖相沉积的软土,施工难度大,渗漏水病害多发,因此,应对盾构施工过程的渗漏水风险进行评价来保证隧道安全施工。构建渗漏水风险评价三级指标体系,将云模型与Copula函数结合,基于Copula函数对于风险指标中相关风险因素的相依性处理,云理论对于定性与定量概念的处理与转换优势,构建相依性条件下的二维和三维云-Copula模型。以宁波市轨道交通1号线为例,利用云-Copula模型计算二级指标对于各个风险等级的隶属度,确定危险性较大的二级指标为注浆质量、止水条、衬砌混凝土自防水。利用D-S证据理论进行证据融合确定该检测区段渗漏水病害的风险状态为安全,但有向基本安全状态发展的趋势。通过对危险性较大的指标加强监控,使渗漏水得到有效控制,为软土盾构隧道施工过程中渗漏水病害的风险评价与管理提供了一种新的方法。     

黄土塬区浅埋大断面隧道掌子面失稳机理研究

研究目的:高速铁路以隧道形式穿越黄土塬区时,受地下水位高、含水量大、围岩分级高、浅埋段距离长等特点的影响,隧道掘进施工中掌子面失稳及坍塌风险高。大断面黄土隧道掌子面稳定分析中,大都集中在浅埋短距离隧道的横向二维问题上,很少提到浅埋长距离隧道的纵向变形和掌子面超前稳定问题。研究结论:(1)针对黄土塬区大断面隧道掘进施工中掌子面失稳及坍塌风险,建立了利用Terzaghi松动土压力理论的三维修正分析模型,推导出了浅埋长距离隧道掘进施工中掌子面稳定性的计算公式;(2)研究了黄土隧道三台阶预留核心土工法施工中掌子面稳定性与黄土含水量之间的关系,提出了黄土塬隧道掌子面施工稳定含水量界限参考值为20%,针对性地提出了安全预防措施;(3)该研究成果可有效指导黄土塬区浅埋慢坡隧道掌子面安全施工,为浅埋长距离隧道的纵向变形和掌子面超前稳定分析和安全控制提供理论依据。     

长短孔爆破控制超欠挖技术研究

针对目前地质复杂、大断面隧道钻爆法施工中超欠挖问题引起的工期延误、成本增加、安全质量问题,结合既有传统爆破技术,在隧道施工中提出隧道爆破炮孔长短孔结合技术、周边眼精确定位技术,分析总结出软弱围岩、中硬岩、硬岩在周边眼的钻孔最佳角度选择,长短孔搭接长度及装药方式,减少了隧道施工中由爆破引起的超欠挖问题,节约了成本,确保了工程质量,对隧道同类工程的施工具有指导意义。